塔河缝洞型碳酸盐岩油藏注气提高采收率物理模拟

第 17卷 第 18期
2017年 6 月
科 学 技 术 与 工 程
Science Technology and Engineering
Vol. 17 © 2017
No. 18
Jun. 2017
1671 — 1815(2017)18-0055-08
Sci. Tech. Engrg.
塔河缝洞型碳酸盐岩油藏注气 提高采收率物理模拟
赵 青 1 张建军1 丁保东1 王 洋 2
( 中国石化西北油田分公司 \ 乌 鲁 木 齐 8 3 0 0 1 1 ; 中国石油大学（ 华东） 石油工程学院 2 , 青 岛 266580)
摘 要 鉴 于塔河缝洞油藏单井注气吞吐试验取得了较好采油效果， 为将注气技术从单井吞吐向单元区块进行推广， 有必要
优化缝洞型油藏单元注气方式。

首先通过岩板刻蚀缝洞模型来研究不同气驱方式的产液特征、 产液规律， 在此基础通过具有 类似缝洞结构的玻璃刻蚀模型开展可视化物理模拟研究来定性解释上述规律产生的机制。

板状模型物理 模 拟 研究 发现 ， 缝 洞模型水驱后以不同方式注气， 第一阶段皆表现为产水、 不出油； 不同注气方式产油速度、 采收率增值差别较大。

从采油速度 看， 转单纯注气效果优于气水同注、 气水交替和注泡沫;从采收率增值看， 泡沫驱 > 气 水 同 注 > 纯氮气驱 > 气 水 交 替 。

研究 表明， 水、 气体、 泡沫在缝洞介质中流动特征可概括为气往高处去， 水往低处流， 泡沫高低都能走； 上述驱替介质在缝洞模型中 特定的行进方式决定了其对水驱剩余油的作用机制和产液特征。

关键词碳酸盐岩油藏
中 图 法 分 类 号 TE344;
注气
提高采收率
文 献 标 志 码 B
阁楼油
塔河油田奥陶系油藏属于岩溶缝洞型块状油 藏， 储集空间以裂缝、 溶洞为主， 具有非均质性极强、 基质孔隙度低的特点。

目前， 注水替油是主要提高 采收率手段。

随着油田开发， 注水替油井轮次逐年 不断增加.失效井也越来越多， 注水替油效果逐年变 差， 很多油井注水替油失效导致高含水而停产关井。

针对塔河油田注水替油失效难题， 目前提出了注气 作为接替技术。

注气主要通过重力分异作用使气体 进入构造高部位形成次生气顶， 达到驱替顶部“ 阁 楼油” 的目的。

2012年 4 月 在 TK4 0 4 井进行注氮气 提高采收率试验， 累 计 注 入 液 氮 755 m3,第一周期 注气累计产液7 676 t.累 计 产 油 2 659 t ,试验获得 成功。

鉴于井点阁楼油有限， 为进一步扩大注气波 及体积， 动用井间阁楼油， 需将注气技术从单井吞吐 向单元区块进行推广， 就有必要对缝洞型油藏单元 注气方式进行优化研究[1]。

开展缝洞油藏物理物模研究的难点是模型制
2 0 1 6 年 1 0 月 1 8 日收到
作 。

由于难以刻画地下复杂的缝洞结构， 往往采取 简易的缝洞模型， 如可视化（ 有机） 玻璃刻蚀缝洞模 型[2’ 3]、 全直径岩心亥j 蚀缝洞模型[4]、 岩板亥m 缝洞 模型[5]、 三维缝洞物理模型[ M ]等 。

本文首先通过 岩板刻蚀缝洞模型来研究不同气驱方式的产液特 征、 产液规律， 在此基础上通过具有相同缝洞结构的 玻璃刻蚀模型来定性解释上述规律产生的机制， 从 而为缝洞单元气驱方式的选择提供指导。

1
l .i
试验部分
仪器与材料 实验仪器:Parker 气体流量控制器、 综合驱替装
置（ 配 备 ISC〇高压高精度柱塞泵） 、 泡沫发生器、 回 压阀、 录像装置、 雕刻机以及实验室其他常用仪器。

实验材料:亚克力玻璃、 碳酸盐岩石板（ X 射线 衍射分析结果见表1) 、 塔河原油（ 表2 为物性参数
表 1 碳 酸 盐 岩 石 板 X R D 结果
Table 1
第一作者简介: 赵 青 （ 1983— ） ， 工 程 师 。

研 究 方 向 ： 油气田开发。

E-m ail ： 83954005@ qq. com0
XRD results of carbonate slate
黄铁 矿
-
矿物 正 长 斜 长 方 解 铁 白 菱 铁 石央 类 型 石 石 石 云 石 矿 含量/ % 1 98 1 表 2 塔河原油物性参数
黏土 矿物
-
引 用 格 式 :赵 青 ， 张建军， 丁保东， 等.塔河缝洞型碳酸盐岩油藏 注气提 高 采 收 率 物 理 模 拟 [ J ] . 科 学 技 术 与 工 程 ， 2017, 1 7 ( 1 8 ) :
56— 62 Zhao Qing, Zhang Jianjun, Ding Baodong, et al. Physical simulation of gas enhanced oil recovery for fractured-vuggy carbonate reservoirs in Tahe oilfield[ J ] . Science Technology and Engineering, 2017, 1 7 ( 1 8 ) ： 56— 62
Table 2
Physical properties of Tahe crude oil
数值
0 .5 0 0. 80 12 0. 43
参数 沥青质 /wt% 硫含量 /wt% 1 3 0 弋下的黏度 /(m P a _ s) 酸值/(m g K O H _ g — 1)


56
科 学 技 术 与 工 程
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结果） 、 柴油、 真空泵油、 曙红、 TH S起 泡 剂 ， 塔河模 拟地层水的离子组成见表3 ， 用于配制模拟地层水 的氯化钠、 氯化钙及氯化镁等均购自国药集团。

1. 2 方法及步骤
1. 2. 1 耐压平板模型研究优化注气政策
缝洞型碳酸盐岩油藏储集空间结构复杂、 非均 质性强， 以管流为主的多种流动方式共存。

在塔河 缝洞型油藏中， 油层跨度大、 水含 盐 量 高 ， 气、 油、 水 的重力分异作用更为突出， 由此可能导致缝洞型油 藏注气采油规律完全不同于低渗透砂岩油藏。

针对 这些特点， 制备了缝洞板状物理模型。

模型使用碳 酸盐岩石板雕刻而成， 为了确保制备的裂缝与现场 裂缝有相近的尺度， 在雕刻的裂缝中使用耐温胶结 剂胶结了不同粒度的碳酸盐岩颗粒， 使得制备的裂 缝尺度分布在几 百微 米至3 m m 范 围 内 ， 与矿场裂 缝 尺 度 相 近 。

雕 刻 的 碳 酸 盐 岩 板 状 模 型 结 构 见 图1〇
1. 2. 2
图2 粘结后的平板模型
Fig. 2
Slate after bonding
2 M Pa 条件下的流量。

可视化模型观察缝洞体系驱替规律
为了更加直观的观察驱替过程中的流动规律， 使用亚克力玻璃制备了可视化模型。

首先在一块亚 克力板上雕刻出缝洞结构， 然后使用三氯甲烷将该 模型板与另一亚克力板粘结。

试验用的缝洞模型见 图3〇
图 1
雕刻后的石板
Fig. 1
Slateafter carving
使用自制的固体黏合剂将模型粘合（ 模型固化 后 可耐压5 MPa),粘 合 后 的 模 型 见 图 2 。

然后进行 水驱后不同接替方式的驱替实验。

实验过程中将模型置于130 ° C 恒温箱内， 先饱 和模拟地层水， 然后饱和塔河原油， 老 化 24 h 后 ， 以 1 mL/ m in 的流速进行恒流量水驱。

至含水饱和度 达 到 9 8 % 以上 后 ， 停 止 水 驱 。

分 别 开 展 气 驱 、 水气 同时注入、 水气交替注入以及注泡沫的实验。

实验 过程中， 保持出口端回压为2 MPa,单独注水/气 时 ， 保 持 流 量 为 1 mL/ min ， 同时注入水气两相时， 二者 流量均为0.5 mL/ min。

其 中 ， 气 体 流 量 为 130 ° C及
图3
试验用可视化缝洞模型
Fig. 3
Visualized fractured-vug model
模型尺寸为200 mm x 180 mm。

模 型 中 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9 为缝洞储集单元;储集单元间由2 0 0 〜 400 p m 缝隙连通， 连通方式为单连通或多连通;10、 1 1 为直井井筒， 穿 透 1、 2、 3及 8、 9等 储 集 单 元 ； 4、 7 为难波及到的储集单元;1 3 为玻璃基质。

由于亚克力模型耐温耐压性能较差， 因此可视 化实验的条件为常温常压。

实验用油为真空泵油和 柴油按照一定比例配制的模拟油。

实验条件下， 模
Table 3
Cl137 529. 5 H C O 3183.6 CO^ 0 Ca2+
表 3 塔河模拟地层水离子组成 Ion composition of Tahe simulated water
矿化度/ Mg2 + 1 518.8 so^0 Na+ + K + 73 298. 4 (mg . L - 1 ) 223 802. 8 pH 6.8 水型 CaCl2
离子浓度/(mg • L - 1) 11 272.5


!$
期
赵 #青 $等 (塔 河 缝 洞 型 碳 酸 盐 岩 油 藏 注 气 提 高 采 收 率 物 理 模 拟
("
拟 油 的 黏 度 为 !% O X 5 -S $与 储 层 条 件 下 原 油 的 黏 度 相 近 ) 使 用 可 视 化 模 型 同 样 进 行 了 水 驱 后 转 气 驱 ,水 气 同 注 ,气 水 交 替 注 入 和 泡 沫 驱 四 组 实 验 $实 验 过 程 中 保 持 注 入 流 体 的 总 流 量 为 &: %O R E O , .)
)'
结 果 与 讨 论
)( &'
缝 洞 模 型 中 不 同 介 质 驱 替 规 律 研 究 在 板 状 缝 洞 模 型 中 开 展 了 水 驱 后 转 注 气 ,水 驱 后 转 气 水 同 注 ,水 驱 后 转 气 水 交 替 注 入 ,水 驱 后 转 注 泡 沫 等 不 同 注 气 方 式 的 研 究 $采 油 曲 线 见 图 J [ 图 ")
图 '#水 驱 后 转 水 气 交 替 注 入 " &: ?X 9 #采 油 曲 线
@ , 3 : '#X 8 1 6=+ U , 1 .2 , .-1 V 5 2 U 8 .5 U , .3, .i + U , 1 . " &: ?X 9 # 1 V j 5 U 8 5 .6 3 5 S 5 V U 8 j 5 U 8 V 2 1 1 6, .3
图 J#水 驱 后 转 气 驱 采 油 曲 线
@ , 3 : J#X 8 1 6=+ U , 1 .2 , .-1 V 3 5 S V 2 1 1 6, .35 V U 8 j 5 U 8 V 2 1 1 6, .3
图 "#水 驱 后 转 泡 沫 驱 生 产 曲 线
@ , 3 : "#X 8 1 6=+ U , 1 .2 , .-1 V V 1 5 OV 2 1 1 6, .3j 5 U 8 V 2 1 1 6, .3
图 (#水 驱 后 转 水 气 同 注 采 油 曲 线
@ , 3 : (#X 8 1 6=+ U , 1 .2 , .-1 V S , O =2 U 5 .1 =S , .i + U , 1 . 1 V j 5 U 8 5 .6 3 5 S 5 V U 8 j 5 U 8 V 2 1 1 6, .3
下 面 从 产 液 特 征 ,采 收 率 增 值 以 及 采 收 率 增 值 E 驱 油 剂 体 积 三 个 方 面 对 不 同 气 驱 方 式 进 行 讨 论 ) %: !: !#产 液 特 征 水 驱 后 转 注 气 开 采 $生 产 过 程 分 为 产 水 ,产 油 , 再 产 气 "水 #三 个 阶 段 ) 产 油 阶 段 较 为 集 中 $是 决 定 采 收 率 高 低 的 关 键 阶 段 ) 水 驱 后 转 气 水 同 注 ,气 水 $都 具 有 类 似 的 特 征 ) 水 驱 后 转 注 泡 沫 也 交 替 注 入 ,产 油 ,再 产 水 三 个 阶 段 $其 中 第 一 个 阶 段 经 历 产 水
##
历 时 &: JX 9 $第 二 个 阶 段 历 时 约 !: (X 9 $跨 度 较 大 ) 综 合 上 述 四 种 接 替 方 式 可 以 看 出 $其 共 性 是 第 一 阶 段 皆 表 现 为 产 水 ,不 出 油 $不 同 点 则 在 于 产 油 速 度 差 别 较 大 ) 收 率 增 值 %: !: %#采 从 采 收 率 增 值 看 泡 沫 的 效 果 最 好 次 分 别 $注 $其 是 气 水 同 注 ,单 纯 注 气 ,气 水 交 替 注 入 ) 位 驱 油 剂 下 的 采 收 率 增 值 %: !: ?#单 从 图 $可 以 看 出 $虽 然 水 驱 后 转 注 泡 沫 最 终 采 $效 果 最 好 $但 不 同 收 率 增 值 明 显 优 于 其 他 接 替 方 式 接 替 方 式 采 油 速 度 变 化 趋 势 与 最 终 采 收 率 增 值 并 不 $见 图 N) 可 以 看 出 $在 四 种 接 替 方 式 中 $单 纯 一 致 ,气 水 交 替 注 入 的 采 油 速 度 是 较 高 的 $而 注 泡 沫 注 气 ) 的 增 油 速 度 不 高 洞 模 型 中 不 同 介 质 驱 替 驱 替 机 制 研 究 )( )'缝 在 砂 岩 介 质 中 $通 常 通 过 水 气 交 替 注 入 ,水 气 同 ,改 善 气 驱 效 果 ) 注 以 及 注 泡 沫 等 方 式 来 抑 制 气 窜 但 从 前 面 板 状 缝 洞 模 型 不 同 注 气 物 理 模 拟 结 果 可 以 看 出 $水 驱 后 转 注 气 的 效 果 优 于 转 水 气 同 注 ,转 水 气


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科 学 技 术 与 工 程
17卷
斜坡构造、 局 部 构 造 点 等 构 造 类 型 无 明 确 关 系 [§3_ 该认识对注气单元或注气吞吐井的选择有指导意 义 。

水驱后注人氮气， 由于气体密度低， 气体主要沿 上部的缝洞行进， 而 难 以 波 及 下 部 缝 洞 [ 图 10 ( g ) ]。

注入的气体不是直接驱替剩余油， 而是慢慢 在上部的洞中聚集， 从而使阁楼油的油水界面不断 下移， 当油水移至与洞出口相平后， 阁楼油就会洞中 被排出。

可以看出， 阁楼油的减少主要与气体在洞 中聚集有关， 可理解为气替油， 而非气驱油0 依据这 种机制， 可以理解为什么板状缝洞模型物理模拟过 程中转注气的第一阶段以产水为主（ 水驱转气水同 注、 水驱转水气交替、 水驱转泡沫同理考察 T K 6 6 6 井 单 元 注 气 期 间 T K 602、 S6 7 的产液特征也 可看出产油量增加前有一个高含水阶段， 由此也印 证了上述规律[q。

2.2.2 注水后转气水同注
0 .0
0 .5
1.0
1.5
2 .0
2 .5
区 后 驱 油 剂注入体积 /P V
图8
Fig .8
水驱后注入不同流体采收率增值
after water flooding
Oil increment of different flooding methods
水驱后转气水同注， 由于模型中的裂缝缺乏对
■m
S
I?
褂
水气的分散作用（ 这一点不同于砂岩介质的孔喉结 构） ， 水气进入洞后很快分开而呈现两种不同的行 进方式： 气沿高处走、 水 向 低 处 下 流 [ 图 1 1 ( a )、 图 11 (b ) ] ， 此后， 水沿水道前进并对其中所接触的 部分剩余油有驱替作用， 而沿上部缝洞行进的气体 则会作用于阁楼油[图 11 ( c ) 、 图 11 ( d ) ] ， 因此综合 驱替效果略优于单纯的注气（ 图 8 )Q 但 是 ， 由于注 水没有起到延缓气体的窜进作用， 另外在驱替介质 注入速度相同的条件下（ 相比于单纯注气） 实施水 气同注实际上降低了对驱油有用的气体的注入速 度， 因而使得水驱后转气水同注的采油速度不如水 驱后转注气_
2 .2.3
注水后转气水交替注入
(注 入 速 度 一 定 )水 驱 后 驱 油 剂 注 入 体 积 /P V
图9
Fig .9
水驱后注入不同流体增油速度
after water flooding
Production rate of different flooding methods
交替注入。

另 外 ， 水驱后转泡沫的采油速度明显低 于转注气， 这些规律完全异于低渗透砂岩注气。

为 揭示缝洞模型的气驱机制， 进一步使用可视化缝洞 模型开展了四种气驱的物理模拟试验。

2.2. 1 先注水后注气
注水后转气水交替注入过程中， 有两个规律同 于注水后转气水同注:一是模型对水气无混合作用， 即水不会延缓气体窜进;二是水和气体表现出迥异 的行进方式， 即气沿高处走、 水向低处下流（ 见 图 12 ) 。

另外从采集的图像可以看出， 在气水交替 注入过程中， 当注气量不足时气体对“ 阁楼油” 没作 用 [如 第 一 轮 注 气 ， 见 图 1 2 (a ) ] ， 这实际上降低了 气体的利用率。

由此可以理解水气交替注入的驱油 效果弱于单纯注气、 水气同注。

2 .2.4 注 水 后 转 泡 沫 通过可视化物理模拟研究发现， 水驱后注入泡 沫， 泡沫的驱油行为表现出以下特点:〇 )泡沫既可驱 油， 又可在洞中改变油水界面位置， 即对阁楼油表现 出压或替的作用[图13( a ) ];②泡沫既可沿上部缝 洞行进， 又 可 进 入 下 部 缝 洞 [图 13 ( b ) ] ， 前者可作 用于高部位阁楼油， 后者则可作用于低部位阁楼油；
模型饱和油后先水驱。

由于水油重力分异作用， 注入水首先沿下部的洞窜进[图 10 ( a )、 图 10 (b ) ] ， 当沿下部窜进的注入水在油井突破时， 沿上部缝洞行 进的注入水还没达到油井[图 10 ( c )]。

从 图 10 ( d ) 可以看出， 缝洞模型水驱形成的剩余油主要有两种形 式:一种是阁楼油， 另一种是注入水未波及的剩余油。

其中阁楼油的出现与洞的位置无关（ 可出现在上部 的洞中， 也可出现在下部的洞中） ， 只与出口有关Q 洞的出口越低， 越容易出现阁楼油。

从油田实际情 况看， 常规碎屑岩油藏需要依靠“ 生储盖组合” 、 构 造、 岩性等圈闭来实现油气的聚集和保存， 而溶洞型 储集体自身形态就是其剩余油分布的控制因素， 是 形成阁楼油的控制条件， 与溶洞型储集体是否位于


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赵 青 ， 等:塔河缝洞型碳酸盐岩油藏注气提高采收率物理模拟
59
③泡沫还会进入单纯注水、 注气难以波及的区域 [ 图 13( c ) ] 。

上述行为使泡沫的驱油效果远远好 于单纯注气、 气水同注、 气水较高提注入。

当然 ， 在 泡沫下行的过程中需要较多的泡沫才能有效驱替低 部位阁楼油， 因此使得泡沫驱在刚开始的阶段采油 速度低于单纯注气， 由此可以很好地解释板状缝洞 模型泡沫驱的物理模拟结果。

在上述物理模拟实验中泡沫之所以会下行
，一
决于泡沫的再生。

1 9 9 5 年 ， Korscek 在粗糙透明裂 缝 中 开 展 了 氮气泡沫的试验， 结果表明， 依据泡沫 质量和组织， 泡 沫 流 可 以 降 低 气 体 流 度 1〇〇倍〜 5 4 0 倍 ;相 对 于 在 裂 缝 中 就 地 产 生 泡 沫 来 说 ， 将在 砂岩中产生的泡沫注入裂缝可以产生更大的流度 降低 [ 9 ] 。

2 0 1 0 年 ， H a u g e n 用裂缝型石灰岩研究了 预生泡沫和就地泡沫， 结果表明， 平滑的裂缝几乎 不就地生泡， 因此不改变采收率， 但预生泡沫可以 大幅度提高采收率 [1°]。

2 0 1 2 年 ， Markus 研究了不 均勻裂缝（ 跳棋状裂缝） 和粗糙裂缝中泡沫的流 动， 结果表明， 粗糙和跳棋裂缝充当了泡沫生成 点， 因 此 会 细 化 泡 沫 。

此 外 ， 粗糙裂缝中， 液膜移 动显示出黏滞和滑动现象， 表现出比在平滑裂缝 更大的流动阻力[11]。

该研究为缝洞油藏实施泡沫 驱提供了理论依据。

方面与泡沫提高了驱替压差有关， 更重要的则取决 于泡沫的密度。

由于泡沫的密度介于气和水之间， 因此泡沫在缝洞介质中的行进即表现出水的特点， 又表现出气的特点。

可 以 预 测 ， 合适密度的泡沫会 使之在现场上进入气水皆难波及的中部位阁楼油， 因此在缝洞介质实施泡沫驱值得期待。

泡沫是不稳定的。

地 层 中 泡 沫 的 驱 油 行 为 取
⑻ 注 水 0:30图像
( ) 注 水 1:10图像
b
( ) 注水3:30,油井见水
c
( ) 注水4:40产 出 液 为 水
d
( ) 注气0:52,气 压 油 、油压水
e
（ ) 注 气 1:12,气 压 油 、油压水
f
( g ) 注 气 1 :5 2 气 沿 高 处 走 ，气 穿 油 、气 压 油 、油压水
（) 注气 2 :5 2 , 气驱后剩余油分布
h
图1〇注水后转气驱过程中采集的图像
Fig . 10 Im agesduring gas flooding after water flooding


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⑻ 气 水同注 0 :5 2 , 气 压 油 、水向低处下流
（ b ) 气水同注 0 :5 2 , 气沿高处走、水向低处下流
( c ) 气 水 同 注 1 :5 2 , 气 穿 油 、气 压 油 、油压水
（ d ) 气水同注 2 :5 2 后， 剩余油分布
图 1 1 注水后转气水同注过程中采集的图像
Fig . 11 Images during simultaneous injection of water and gas after water flooding
⑻ 1 轮注气开始
（ b) 1 轮注气结束
， 1 轮注水开始
（ c) 1 轮 注 水 结 束
， 2 轮注气开始
(d ) 2 轮 注 气 结 束 ，2 轮注水开始
（ e) 2 轮 注 水 结 束 ，3 轮注气开始
（ f) 3 轮 注 气 结 束 ，3 轮注水开始
图 1 2 注水后转气水交替注入过程中采集的图像
Fig . 12 Images during simultaneous injection of water and gas after water flooding


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赵 青 ， 等:塔河缝洞型碳酸盐岩油藏注气提高采收率物理模拟
61
⑻ 既 可 以 驱 油 ，又可以压油
（) 泡沬以上行为主，也会下行
b
( ) 泡沬进入注水难波及的区域
c
（) 泡沬几乎驱出全部剩余油
d
图 1 3 注水后转注泡沫过程中采集的图像
Fig . 13
Images during foam flooding after water flooding
征和提高采收率规律。

(5 )建议现场上水气同注时在水中加入低浓度 起泡剂， 实施弱泡沫驱。

参 考 文 献
为降低气体的注入压力， 目前塔河油田现场上 主要采取气水同注的方式， 因此水气同注时在水中 加入低浓度起泡剂， 实施弱泡沫驱值得期待。

3
结论
(1 )
1 通过板状模型物理模拟发现， 缝洞模型水
胡 慧 光 ，张亦 楠 .封 闭 性 缝 洞 型 碳 酸 盐 岩 油 藏 单 元 注 氮 气 开 发 影 响因素分析. 新疆石油天然气， 2015; 11(4) : 73 — 77 Hu H G , Zhang Y N. Analysis on influencing factors of nitrogen injection development in sealing fracture-cavity type carbonates reservoirs. Xinjiang Oil & Gas,2015； 11(4) ： 73 —77 郭 平 ， 袁恒璐， 李新华， 等.碳酸盐岩缝洞型油藏气驱机制微 观 可 视 化模型试验. 中 国 石 油 大 学 学 报 （ 自然科 学 版 ） ， 2012; 36(1) ： 89—93 Guo P, Yuan H L, Li X H, et al. Experiments on gas injection mechanisms in carbonate fracture-cavity reservoir using microvisual model. Journal of China University of Petroleum ( Edition of Natural Science) , 2012； 36(1) ： 89—93 惠 健 ， 刘学利， 汪 洋 ， 等.塔河油田缝洞型油藏注气替油机 理 研 究 . 钻采工艺， 2013; 36(2) : 55—57 Hui J, Liu X L, Wang Y, et al. Mechanism research on gas injection to displace the oil remaining in fractured-vuggy reservoirs of Tahe oilfield. Drilling & Production Technology ,2013 ； 36(2) ： 55 —57
驱后以不同方式注气， 第一阶段皆表现为产水、 不出 油， 不同注气方式产油速度、 采收率增值差别较大。

从采油速度看， 转单纯注气效果优于气水同注、 气水 交替和注泡沫;从采收率增值看， 泡沫驱 > 气水同 注 > 纯氮气驱 > 气水交替。

(2 ) “ 阁楼油” 是缝洞介质中水驱后剩余油的重 要形 式 ， 其形成取决于缝洞结构， 而不是缝洞部位。

(3) 可视化物理模拟研究表明， 水、 气体、 泡沫 在缝洞介质中流动特征可概括为气往高处去， 水往 低处流， 泡沫高低都能走。

水驱后注气主要作用于 高部位“ 阁楼油” ， 对低部位“ 阁楼油” 不起作用。

水 驱后注入泡沫， 既可 波 及 高 部 位 “ 阁楼油” ， 又可波 及低部位“ 阁楼油” ； 泡沫既可置换洞中“ 阁楼油” ， 又可在油水界面驱油;此外注泡沫还能驱替注水、 注 气皆难波及区域。

(4 ) 水、 气体、 泡沫在缝洞介质中特定的行进方 式决定了其对水驱剩余油的作用机制， 由此可以较 好地解释板状模型物理模中不同注气方式的产液特
4 3
2
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huff displacement of full diameter core in fracture-vug carbonate reservoir. Reservoir Evaluation and Development, 2015； 5(1) ： 39— 43


62
5
科 学 技 术 与 工 程
8
17卷
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Physical Simulation of Gas Enhanced Oil Recovery for Fractured-vuggy Carbonate Reservoirs in Tahe Oilfield
ZHAO Qing1, ZHANG Jian-jun1, DING Bao-dong1, WANG Yang2
(Northwest Oilfield Company,SINOPEC1 ,Urumqi 830011 ,P. R. China ； School of Petroleum Engineering, China University of Petroleum2 , Qingdao 266580 , P. R. China)
[Abstract]
Gas huff and puff in single well has achieved perfect oil recovery in Tahe fractured-vuggy
reservoirs. In order to apply gas injection from single well to reservoir block, it is essential to optimize gas injection method. First, liquid production properties and patterns were studied by fractured-vuggy plate model. Based on that, the liquid production mechanism was studied by the glass etching model, which had similar structures of fractures and cave as the plate model. Results of plate model show that after water flooding, the first production stage is water production despite of gas injection methods；oil production rate and oil recovery varies significantly under different gas injection methods. Among gas injection alone, simultaneous injection of water and gas, alternative injection of water and gas and foam flooding, gas injection alone has the highest oil production rate. As to oil recovery, foam flooding is better than the others and alternative injection of water and gas recovers the least oil. From visualized simulation, flow characteristics of water, gas and foam can be generalized as follows ：gas flows to the higher and water flows to the lower； foam can sweep the both. Above flow characteristics of displacement media determine the remaining oil pattern and liquid production.
[ Key words ]
carbonate oil reservoir
gas injection
enhanced oil recovery
attic oil





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